Question

5．硫酸亞鐵銨[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O]較硫酸亞鐵不易被氧氣氧化，是分析化學(xué)中重要的試劑，常用于代替硫酸亞鐵．硫酸亞鐵銨在 500℃時隔絕空氣加熱完全分解．回答下列問題：
（1）硫酸亞鐵銨隔絕空氣加熱完全分解，發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，固體產(chǎn)物可能有FeO和Fe₂O₃，氣體產(chǎn)物可能有NH₃、SO₃、H₂O、N₂和SO₂．
（2）為檢驗分解產(chǎn)物的成份，設(shè)計如下實驗裝置進行實驗，加熱A中的硫酸亞鐵銨至分解完全．
①A中固體充分加熱較長時間后，通入氮氣，目的是使分解產(chǎn)生的氣體在B、C中被吸收充分．
②為驗證A中殘留物是否含有FeO，需要選用的試劑有BD．
A．KSCN溶液　　 　B．稀硫酸     C．濃鹽酸         　D．KMnO₄溶液
③裝置B中BaCl₂溶液的作用是為了檢驗分解產(chǎn)物中是否有SO₃氣體生成，若含有該氣體，觀察到的現(xiàn)象為溶液變渾濁．
④若A中分解產(chǎn)物有N₂，固體殘留物只有Fe₂O₃，F(xiàn)e₂O₃的物質(zhì)的量為bmol，C中沉淀物質(zhì)的量為amol，則b小于a（填“大于”、“小于”或“等于”）
⑤實驗中，觀察到C中有白色沉淀生成，則C中發(fā)生的反應(yīng)為SO₂+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺（用離子方程式表示）．
（3）已知亞鐵離子被氧氣氧化的反應(yīng)是：4Fe²⁺+O₂+（4+2x） H₂O?2Fe₂O₃•xH₂O+8H⁺，硫酸亞鐵銨溶液較硫酸亞鐵溶液不易被氧氣氧化，其原因是硫酸亞鐵銨溶液中NH₄⁺發(fā)生水解增大c（H⁺），抑制了上述氧化還原反應(yīng)的進行．

Answer 1

分析 （1）氮元素和鐵元素化合價升高，根據(jù)在氧化還原反應(yīng)中化合價有升必有降，化合價降低的應(yīng)該是硫，所以氣體產(chǎn)物中還可能有SO₂；
（2）①A中固體充分加熱較長時間后，通入氮氣目的是使分解生成的氣體在BC裝置中完全吸收；
②為驗證A中殘留物是否含有FeO，應(yīng)該先用稀硫酸溶解，然后再用KMnO₄溶液檢驗亞鐵離子；
③裝置B中BaC1₂溶液的作用是為了檢驗分解產(chǎn)物中是否有SO₃氣體生成，若含有該氣體，會生成硫酸鋇白色沉淀，觀察到的觀象為溶液變渾濁；
④若A中分解產(chǎn)物有N₂，固體殘留物只有Fe₂O₃，F(xiàn)e₂O₃的物質(zhì)的量為bmol，C中沉淀物質(zhì)的量為amol，根據(jù)化合價升降必相等，硫降低的化合價（2a）等于鐵升高的化合價（2b）和氮升高的化合價之和，則b小于a；
⑤C中有白色沉淀生成，是因為SO₂被雙氧水氧化成SO₄^2-，SO₄^2-再與Ba²⁺結(jié)合成沉淀BaSO₄，則C中發(fā)生的反應(yīng)為SO₂+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺；
（3）硫酸亞鐵銨溶液較硫酸亞鐵溶液不易被氧氣氧化是因為溶液中銨根離子水解顯酸性，氫離子濃度增大，抑制氧化還原反應(yīng)的發(fā)生．

解答 解：（1）氮元素和鐵元素化合價升高，根據(jù)在氧化還原反應(yīng)中化合價有升必有降，化合價降低的應(yīng)該是硫，所以氣體產(chǎn)物中還可能有SO₂，故答案為：SO₂；
（2）①A中固體充分加熱較長時間后，通入氮氣目的是使分解生成的氣體在BC裝置中完全吸收，故答案為：使分解產(chǎn)生的氣體在B、C中被吸收充分；
②為驗證A中殘留物是否含有FeO，應(yīng)該先用稀硫酸溶解，然后再用KMnO₄溶液檢驗亞鐵離子，故選BD，
故答案為：BD；
③裝置B中BaC1₂溶液的作用是為了檢驗分解產(chǎn)物中是否有SO₃氣體生成，若含有該氣體，會生成硫酸鋇白色沉淀，觀察到的觀象為溶液變渾濁；
故答案為：SO₃；溶液變渾濁；
④若A中分解產(chǎn)物有N₂，固體殘留物只有Fe₂O₃，F(xiàn)e₂O₃的物質(zhì)的量為bmol，C中沉淀物質(zhì)的量為amol，根據(jù)化合價升降必相等，硫降低的化合價（2a）等于鐵升高的化合價（2b）和氮升高的化合價之和，則b小于a，
故答案為：小于；
⑤C中有白色沉淀生成，是因為SO₂被雙氧水氧化成SO₄^2-，SO₄^2-再與Ba²⁺結(jié)合成沉淀BaSO₄，則C中發(fā)生的反應(yīng)為SO₂+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺，
故答案為：SO₂+H₂O₂+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H⁺；
（3）硫酸亞鐵銨溶液較硫酸亞鐵溶液不易被氧氣氧化是因為溶液中銨根離子水解顯酸性，氫離子濃度增大，抑制氧化還原反應(yīng)的發(fā)生，
故答案為：硫酸亞鐵銨溶液中NH₄⁺發(fā)生水解增大c（H⁺），抑制了上述氧化還原反應(yīng)的進行．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗探究和實驗設(shè)計，注意氧化還原反應(yīng)和鹽類水解等知識的靈活應(yīng)用，題目難度中等．